恒温压动态法气体微小流量标准装置的研制

随着所操控流体的量级等级的升高,精准的流体计量在微小流量计量仪表的溯源上愈加困难。针对该问题,提出了一种基于主动恒温压零平衡动态检定原理的微小气体流量溯源方法。基于该方法研制了流量检定标准装置,设计了双活塞驱动的机械结构以及一种基于Lab VIEW和PLC的检定系统软硬件,并对装置进行了不确定度评定。实验结果表明:基于所提方法的标准流量装置能较好地维持检定过程中流量和状态参数的稳定,其检定不确定度优于0.3%,可满足微小气体流量仪表的检定或校准要求。

多介质气体微小流量标准装置设计探讨

介绍了气体流量计量发展的特点及需求,提出建立一套多介质气体微小流量标准装置。结合实际装置指标需求,比较分析了常用气体流量标准原理特点,确定采用了PVTt法原理,根据设计指标需求及原理提出了多介质气体微小流量装置整体初步设计方案,并进行了测量不确定度分析。

间隙密封被动活塞式气体流量标准装置量值溯源方法

间隙密封被动活塞式气体流量标准装置具有操作简单、测量效率高、无水银密封、易于携带和具有自动温压补偿功能等优点,在气体微小流量测量中广泛使用。被动活塞的上下往复运动对测量管路内的压力会产生波动,直接用流量测量法对间隙密封被动活塞式气体流量标准装置进行量值溯源还存在一些困难。针对这一情况,提出了一种利用几何测量法对间隙密封被动活塞式气体流量标准装置进行量值溯源的新方法,对几何测量溯源法进行了不确定度评估,并与国外相关机构进行了比对验证。结果表明,利用几何测量法对间隙密封被动活塞式气体流量标准装置进行溯源的方法是可行的。

气体微小流量标准装置的研制

研制了一套气体微小流量标准装置,用于气体微小流量仪表的校准.该装置采用了被动式活塞原理和间隙密封活塞结构,工作时以测试气流为动力,通过旁通阀门的切换实现活塞在缸体内做往复运动.根据活塞在固定测量区间的运动时间以及气体的温度、压力等参数,计算得到标准流量.经检测验证,该装置的流量范围为(0.05~5)L/min,扩展不确定度为0.32%(k=2).该装置没有驱动部件,结构紧凑,可以用于气体微小流量仪表的在线校准.

整流板对气体流量标准装置流场影响的研究

气体流量标准装置工作段流场的优劣,会影响天然气流量计的计量检定结果。该文基于数值计算方法分析整流板的增加,对于气体流量标准装置工作段流场的影响,得出整流板可以降低标准装置工作段流速标准差与涡旋强度,进而优化流场的结论。其中80口径带非均匀整流板的流量标准装置相较于无整流板情况,在所有流速点,线流速标准差下降10%~15%;100口径带非均匀整流板的流量标准装置相较于无整流板情况,流场到达充分发展流态的距离缩短20%以上,在高流速点,涡旋强度下降25%。不同类型的整流板对标准装置工作段的优化存在差异,从选定指标看,非均匀整流板的优化效果略好。此外,该文还基于实流实验,分析流场的优化对不同原理流量计计量检定结果的影响,其中80口径气体超声流量计,使用带非均匀整流板的流量标准装置进行检定,最大流速点下的平均相对示值误差相较于无整流板情况,由0.45%变为0.25%;而同口径气体涡轮流量计无此明显差异;得出在实际计量检定工作中,基于“线流速”原理的流量计更应该重视整流板在优化气体流量标准装置工作段流场中所起到的关键作用。

PVTt法微小气体流量标准装置

为解决我国微小气体流量的量值溯源问题 ,研制了用于对微小喉径的音速喷嘴进行量值传递的气体流量标准装置 ,该装置具有流量小、准确度高、范围宽等特点。

钟罩式气体流量标准装置温度梯度影响研究

钟罩内部封闭气体稳态条件下的温度分布可用拉普拉斯方程描述,边界等温时温度为竖向一维直线方程梯度分布。建立坐标系,将钟罩位置绝对编码,两点测温法获取直线方程。考虑湿度影响导出非线性一维分布气体密度函数,进行空间积分,获钟罩任意高度区间气体质量函数,进而导出质量流量函数。当气体流动满足绝热等熵过程时,根据连续性方程导出流量计处状态下仅关于压力的体积流量函数,有效解决温度测量响应滞后问题。实例计算表明,以点温度代替梯度温度会使钟罩排出气体的质量引入显著的系统误差,必须对密度按空间积分加以修正。

微小pVTt法气体流量标准装置的性能评估及验证

pVTt法气体流量标准装置是国内外普遍使用的原级气体流量标准装置,主要用于音速喷嘴流量计的检测。附加体积处质量变化和泄漏量的准确评估是制约微小pVTt法气体流量标准装置测量准确度水平的关键因素。该文首先就附加体积处质量变化和泄漏量对微小pVTt法气体流量标准装置测量结果的影响进行理论分析,确定标准装置的不确定度;其次,以3支小音速喷嘴作为传递标准,对100 L pVTt法气体流量标准装置与2 m3 pVTt标准装置及德国物理技术研究院(PTB)的气体流量标准装置进行比对,比对结果的良好一致性可验证分析方法的可行性及装置的不确定度水平。

伺服驱动双活塞气体流量标准装置控制特性的研究

伺服驱动双活塞气体流量标准装置是通过伺服电机控制的活塞往复运动,实现连续气体流量输出。该装置是将流量计、压力和温度传感器及编码器等进行整合,通过计算机计算检定参数并显示结果。其中,控制系统是基于PID控制,可确保活塞运动速度的快速、准确、稳定跟踪。实验表明:该装置具有较好地控制精度和稳定性,可实现高精度层流流量计的量值溯源,满足应用需求。

关于改善液体流量标准装置微小流量稳定性的方法探讨

流量作为工业生产中的重要参数,具有测量动态性、不稳定性的特点,是过程控制中最难准确测量的参数之一。根据JJG164-2000《液体流量标准装置》检定规程,其稳定性是衡量液体标准装置不确定度的重要指标。为提高装置计量性能,本文主要从装置出口压力、管道壁粗糙度、管道中水溶解气和介质洁净度,对微小流量稳定性的影响因素进行分析,并制定加装二次稳压装置、更换管道材质、增加排气阀和杂质过滤装置等可行性改造方案。

标准表法气体流量标准装置数据验证功能的实现

本文针对标准表法气体流量标准装置计量性能验证方法的不足,提出一种可伴随检定工作,并实现数据验证功能装置的典型设计,从而保障装置量值传递的准确性。

微小流量pVTt法气体流量标准装置的研制

介绍了20Lp VTt法气体流量标准装置的设计原理和方案,并给出了装置中主要参数的测试方法及装置的不确定度评定。

高压气体微小流量标准装置研制

研制了一套气体微小流量标准装置,装置适用空气、氮气、氩气、氧气等多种介质,相对扩展不确定度为0. 1%(k=2)。采用p VTt法原理,依据装置设计指标及原理方案,确定装置总体技术方案采用正压法和负压法复合原理,高压气瓶组供气,多台标准容器并联结构,等体积法多点测温技术。控制系统采用基于PC单片机的结构,软件开发采用C#语言,基于Visual Studio 2008平台。

150mL活塞式液体微小流量计量标准装置的研究

针对现有液体流量计量标准装置测量范围的限制不能适应微流体计量的需求,研究开发了一种用于生物医药领域的150mL活塞式液体微小流量计量标准装置。介绍了该标准装置的结构、检定原理和检定过程;根据检定需求设计了一种基于LabVIEW平台和PLC的检定系统软硬件。利用LabVIEW平台设计上位机的检定程序,用于实现人机交互、检定流程控制、检定数据的存储和报表生成等功能。采用可编程逻辑控制器(PLC)作为下位机控制核心,用于实现运动控制、变送器信号的采集、光栅尺计数和阀门控制等功能。进行了标准装置与高精密电子天平的比对实验和重复性分析,证明该装置一致性能达到0.124%、重复性优于0.032%。

高压气体流量计量标准装置研制

随着我国CNG等高压气体应用产业的快速发展,迫切需要提高和确保计量的准确度,因而建立高压气体流量计量标准装置已是当务之急。为此,以国内高压气体流量计量检定能力现状为切入点,对比研究了国内高压气体流量计量产品和检测技术,分析了建立高压气体流量计量标准装置的意义及量值传递框图,选定了高压气体流量计量标准装置拟采用的测定方法和技术指标,提出了关键技术措施。据此研制建立的高压气体流量计量标准装置不仅可以进行高压气体流量领域中相关理论研究,而且还可以直接以空气为介质对CNG加气机系列产品、CNG加气机现场检定装置及高压气体流量计进行检定或校准,具有良好的经济效益和社会效益。

一种电驱动双活塞式气体流量标准装置的研制

为了解决活塞式气体流量标准装置的最大检定流量受活塞缸容积限制的问题,开发了一种双活塞式气体流量标准装置。该装置利用2个活塞交替运行连续产生标准流量。简述了该双活塞式气体流量标准装置的检定原理,根据临界流流量计的检定规程和流量特性研究了装置的检定模型,介绍了装置软硬件设计,对装置进行重复性实验,结果表明:重复性优于0.05%,可以用于临界流流量计的检定。

标准表法气体流量标准装置的研制

在分析标准表法气体流量标准装置基本工作原理的基础上对装置结构进行了设计,重点对装置管道压力损失进行了分析计算,对风机选型进行了分析,对装置整体不确定度分配进行了计算,并确定了标准表、温度传感器和压力传感器的选型方案。给出了对装置进行流量稳定性测试及仪表检定实验的结果。对标准表法流量标准装置的普及应用及对流量计研究水平的整体提高有重要意义。

多传感器pVTt法气体流量标准装置测温方案研究

p VTt法气体流量标准装置是我国气体流量计量的原级标准之一,其计量准确度不仅受温度传感器性能影响,与测温点的布置方案也有明显关系。本文研究的p VTt法装置,标准容器的容积为26 m3,工作原理为常压进气法。标准容器内安装有搅拌风机和导流风道,以减少温度场稳定时间并提高温度场均匀程度。装置采用35个精密铂电阻作为温度采集元件,将各测温点数据的算术平均值视作测量的平均温度。论文针对该装置建立CFD仿真模型,开展标准容器内温度场特性的非稳态仿真研究,针对等体积划分和均匀布置两种方案进行对比分析。结果表明,两种方案都能较准确地测量容器平均温度,但等体积方案在流场稳定后期波动更小,其与平均温度的差值最大不超过0.003 K。

钟罩式气体流量标准装置不确定度分析

介绍了钟罩式气体流量标准装置的几种检定方法 ,比较了各检定方法的区别、特点及要求 ,并结合检定数据进行了不确定度分析。

环道式气体流量标准装置的不确定度评估及能力验证

2014年底,中国计量科学研究院(NIM)建立了一套环道式气体流量标准装置,该标准装置采用4台DN100的涡轮流量计作为标准表,该装置在压力190~2500 kPa内,可检测的流量范围为40~1400 m^(3)/h。2020年1月,环道式气体流量标准装置通过建标考核,2020年3月对外正式开展检测服务。基于标准表的原位校准技术,及绝压+差压的压力测量方法,标准装置可校准流量计的最佳不确定度为0.18%(k=2)。